高中物理法拉第电磁感应定律课件新人教版选修.ppt

4.3 4.3 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律复习提问复习提问复习提问复习提问 1 1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？（1）.闭合回路闭合回路（2）.磁通量发生变化磁通量发生变化2、恒定电流中，电路中存在持续电流的条件是什么？恒定电流中，电路中存在持续电流的条件是什么？（1）.电路闭合电路闭合（2）.电源提供电动势电源提供电动势3、在发生电磁感应的情况下，用什么方法可以判定感在发生电磁感应的情况下，用什么方法可以判定感应电流的方向？应电流的方向？由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向 新课提问问题问题1：既然会判定感应电流的方向，那么，怎样确定感应电流的：既然会判定感应电流的方向，那么，怎样确定感应电流的强弱呢？强弱呢？既然有感应电流，那么就一定存在感应电动势只要能确定感应电动势的大小，根据欧姆定律就可以确定感应电流了 问题问题2：如图所示，在螺线管中插入一个条形磁铁，问：如图所示，在螺线管中插入一个条形磁铁，问 、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,电路中是否都有电流电路中是否都有电流?为什么为什么?、有感应电流、有感应电流,是谁充当电源是谁充当电源?、若图中电路是断开的，有无感应电流电流？有无感应电动势？、若图中电路是断开的，有无感应电流电流？有无感应电动势？有，因磁通量有变化 由恒定电流中学习可知，对比可知左图中的虚线框部分相当于电源。电路断开，肯定无电流，但有电动势。1.在电磁感应现象中产生的电动势称感应电动势在电磁感应现象中产生的电动势称感应电动势2.产生感应电动势的那部分导体相当于电源产生感应电动势的那部分导体相当于电源3.感应电动势与感应电流感应电动势与感应电流:感应电动势是形成感应电流的必要条件，感应电动势是形成感应电流的必要条件，有感应电动势不一定存在感应电流（要有感应电动势不一定存在感应电流（要看电路是否闭合），有感应电流一定存看电路是否闭合），有感应电流一定存在感应电动势在感应电动势思考与讨论感应电动势的大小跟哪些因素有关？感应电动势的大小跟哪些因素有关？一、探究感应电动势大小的影响因素（1 1）探究目的：感应电动势大小跟什么因素有关？（学）探究目的：感应电动势大小跟什么因素有关？（学生猜测）生猜测）（2 2）探究要求：）探究要求：、将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管，记录表、将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管，记录表针的最大摆幅。针的最大摆幅。、迅速和缓慢移动导体棒，记录表针的最大摆幅。、迅速和缓慢移动导体棒，记录表针的最大摆幅。、迅速和缓慢移动滑动变阻器滑片，迅速和缓慢的插、迅速和缓慢移动滑动变阻器滑片，迅速和缓慢的插入拔出螺线管，入拔出螺线管，分别记录表针的最大摆幅；分别记录表针的最大摆幅；（3 3）、探究问题：）、探究问题：问题问题1 1、在实验中，电流表指针偏转原因是什么？、在实验中，电流表指针偏转原因是什么？问题问题2 2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？什么关系？问题问题3 3：在实验中，快速和慢速效果有什么相同和不：在实验中，快速和慢速效果有什么相同和不同？同？变化变化产生产生E E产生产生I I 总电阻一定时，总电阻一定时，E E越大越大，I I越大，越大，指针偏转越大指针偏转越大。变化的快慢不同变化的快慢不同 都发生了变化都发生了变化问题问题1 1：在实验中，电流表指针偏转原因：在实验中，电流表指针偏转原因是什么？是什么？问题问题2 2：电流表指针偏转程度跟感应电动：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？势的大小有什么关系？实验分析实验分析:问题问题3 3：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同？快插入和慢插入有什么相同和不同？从条件上看从条件上看从结果上看从结果上看相同相同不同不同都产生了都产生了I I产生的产生的I I大小不等大小不等当磁通量变化相同时当磁通量变化相同时,所用时间越短所用时间越短,感应电感应电流就越大流就越大,表明感应电动势越大表明感应电动势越大感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都有关，即与磁通量的变化率有关有关，即与磁通量的变化率有关.分析与论证分析与论证结论结论磁通量的变化率磁通量的变化率区别区别:磁通量磁通量、磁通量变化磁通量变化、磁通量：磁通量：表示穿过某一面积的磁感线的条数表示穿过某一面积的磁感线的条数磁通量变化：磁通量变化：=21磁通量变化率：磁通量变化率：磁通量的变化率磁通量的变化率 1 1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率一电路的磁通量变化率/t/t成正比成正比二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律：2 2、数学表达式、数学表达式（国际单位时）（国际单位时）若有若有n n匝线圈，则相当于有匝线圈，则相当于有n n个电源串联，个电源串联，总电动势为：总电动势为：注意：公式中注意：公式中应取绝对值应取绝对值,不涉及正负不涉及正负.三、导体做切割磁感线运动感应电动势计算三、导体做切割磁感线运动感应电动势计算 例题例题1：如图所示闭合线圈一部分导体如图所示闭合线圈一部分导体abab处于匀强磁处于匀强磁场中，导轨宽为，磁感应强度是场中，导轨宽为，磁感应强度是B B，abab以速度以速度v v匀速匀速切割磁感线，求产生的感应电动势切割磁感线，求产生的感应电动势.解：回路在时间解：回路在时间tt内增大内增大的面积为：的面积为：S=S=LvtLvt产生的感应电动势为：产生的感应电动势为：穿过回路的磁通量的变化穿过回路的磁通量的变化为：为：=BS=BS=BLvtBLvt（V V是相对于磁场的速度）是相对于磁场的速度）abE=BLV (B,L,V两两垂直两两垂直)Gabvomv vB BV V1 1=VsinVsin V V2 2=VcosVcos 若导体斜切磁感线若导体斜切磁感线（为为v v与与B B夹角）夹角）（若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角）（若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角）说明：说明：1 1、导线的长度、导线的长度L L应为有效长度应为有效长度2 2、导线运动方向和磁感线平行时，、导线运动方向和磁感线平行时，E=0E=03 3、速度、速度V V为平均值（瞬时值），为平均值（瞬时值），E E就为平均值就为平均值（瞬时值）（瞬时值）P=P=w/tw/t一般一般一般一般表达表达表达表达式式式式对应对应对应对应一一一一段段段段时间时间时间时间求平均求平均求平均求平均值值值值E=E=/t t一般一般一般一般表达表达表达表达式式式式对应对应对应对应一一一一段段段段时间时间时间时间求平均求平均求平均求平均值值值值P=FVP=FV导导导导出出出出式式式式对应对应对应对应瞬瞬瞬瞬时时时时速度速度速度速度对应对应对应对应平平平平均速度均速度均速度均速度求瞬求瞬求瞬求瞬时时时时值值值值求平均求平均求平均求平均值值值值E=BLE=BLV V导导导导出出出出式式式式对应对应对应对应瞬瞬瞬瞬时时时时速度速度速度速度对应对应对应对应平平平平均速度均速度均速度均速度求瞬求瞬求瞬求瞬时时时时值值值值求平均求平均求平均求平均值值值值公式的比较公式的比较例题例题1.1.下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A.线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势感应电动势 一定越大一定越大B.线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一应电动势一 定越大定越大C.线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动感应电动 势一定越大势一定越大D.线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动的感应电动 势越大势越大D例题例题例题例题2.2.2.2.一个匝数为一个匝数为100100、面积为、面积为10 cm10 cm2 2的的线圈垂直磁场放置，在线圈垂直磁场放置，在0.5 s0.5 s内穿过它的内穿过它的磁场从磁场从1 T1 T增加到增加到9 T9 T。求线圈中的感应电。求线圈中的感应电动势。动势。解：由电磁感应定律可得解：由电磁感应定律可得E=nE=n/tt 由由 联联立可得立可得E=n E=n/t t 代入数代入数值值可得可得小结：小结：1.产生感应电动势的条件产生感应电动势的条件2.感应电动势的大小感应电动势的大小:E =B L V 练习、在磁感应强度随时间变化的磁场练习、在磁感应强度随时间变化的磁场中，垂直磁场放置一个面积为中，垂直磁场放置一个面积为0.1 m0.1 m2 2的圆的圆环。在环。在0.2 s0.2 s内磁场的磁感应强度由内磁场的磁感应强度由0 0增大增大到到0.30.3特，求圆环中的平均感应电动势。特，求圆环中的平均感应电动势。解：已知t0.2 s原磁通量=B1S=0 现磁通量=B2S=0.03 0.03 由电磁感应定律可得由电磁感应定律可得E=n/t代如数值可得代如数值可得0.15